栽種水生植物調節水質

葛彩霞

栽種水生植物調節水質

葛彩霞

池塘養殖生態系統是一種人工生態系統，其特點是水體面積小、深度淺、水交換量較低，而養殖密度又較高，且一般通過大量投餌來提高魚產量。這樣，魚體排泄物和多余殘餌的沉積與分解，往往會使池塘底泥和水體中的營養鹽和有機物濃度升高，透明度下降，從而引起了一系列問題：化學需氧量升高，水體溶解氧和pH值降低，有毒有害物質（如NH3-N和NO2-N）在水體中大量積累，導致水質惡化，危機養殖動物的生存和生長。因此，減輕池塘養殖水體的自身污染，已成為水產養殖業關注與研究的熱點。近年來，人們開始嘗試在池塘中栽植沉水植物或建造浮床植物系統，實施魚草共生，通過植物的凈化作用來改良水質。

1.沉水植物對養殖水體的水質改良機理

沉水植物對養殖水體的水質改良機制主要包括以下兩個方面：一是沉水植物直接或間接地吸收和轉化了水中的無機鹽；二是沉水植物增加了水生態系統的空間生態位，提高了系統的生物多樣性，從而使得水體環境相對穩定。

在四種生態類型的水生植物中，沉水植物具有較強的凈化能力。為了適應水中生活，沉水植物的根、莖和葉都具有吸收功能，能明顯去除水體中的氮、磷等營養物質，有助于緩解養殖系統中因餌料輸入和魚類代謝造成的營養負荷，并抑制藻類的過量生長。沉水植物能在水中進行光合作用，產生大量氧氣，提高水體pH值，可緩和因魚類和細菌代謝消耗造成的水體溶解氧和pH值降低。沉水植物較浮葉植物更能有效地提高水體的氧化程度。與相鄰的裸地相比，草密區的日溶氧變幅是裸地的兩倍多；根際氧化區的形成減少了底質磷通過形成鐵磷結合物的方式從底質流失到水層中。沉水植物還能有效抑制底泥中的總氮、總磷、硝態氮和氨態氮向水體中釋放，且效果比漂浮植物好。這可能因為沉水植物不僅能通過莖葉吸收從底泥釋放到水中的營養鹽，而且還能通過根系直接吸收底泥中的營養鹽。沉水植物主要通過根系吸收底質中的氮、磷，然后分配到枝條，最后通過植物的活體釋放或死亡腐爛釋放到水體中。因而，可采取定期刈割植株的方式來減少水體及底泥中氮、磷的含量。

同時，作為生物環境，沉水植物通過有效增加水生態系統的空間生態位，抑制生物性和非生物性懸浮物，改善水下光照和溶解氧條件，為形成復雜的食物鏈提供了食物、場所和其他必需條件，是水體生物多樣性賴以維持的基礎。有研究發現，在魚草共生系統水體中有大量的多種類型的變形蟲和草履蟲，這些原生動物通過吞噬或濾食有機碎屑使養殖水體中懸浮物減少。沉水植物的衰敗與消亡，將導致水體中與水草相克的浮游藻類大量繁殖，使浮游動物、底棲動物乃至魚類等水生動物群落結構趨于簡單化、小型化，使得系統的生物多樣性指數降低。

因此，在養殖池塘中栽植沉水植物，不僅能調節池塘水生態系統的物質循環速度、抑制水體富營養化、控制藻類生長、提高透明度、改善水體溶解氧狀態，而且還有助于提高池塘生態系統的生物多樣性，增強養殖水體環境的穩定性。利用養殖過程中營養鹽的輸入來補充因沉水植物生長消耗的營養物質，當養殖對象和沉水植物的放養密度搭配適宜時，池塘生態系統的物質輸入和輸出可以保持較長時間的平衡。

2.適宜在養魚水域中栽培的沉水植物主要品種

（1）伊樂藻 原產于美洲，于20世紀90年代由中國科學院南京地理與湖泊研究所從日本引進我國，是一種優質、速生、高產的沉水植物。適應性強，氣溫在5℃以上即可生長，產量高，秋冬季或早春栽種1kg伊樂藻營養草莖，當年可產鮮草300噸左右，被稱為沉水植物嬌子。高光（1996）進行了伊樂藻凈化養魚污水效果試驗研究。結果表明：伊樂藻對養魚污水中的氮、磷等物質有較好的凈化效果。

（2）苦草 俗稱扁擔草、鴨舌草，多年生沉水植物。易種植，產量高，在養蟹水域中被稱為“水下森林”?？嗖菔囚~、蝦、蟹喜食和凈化水質、改良底質的優良天然水生植物，有性繁殖在生活史中占重要地位，其種子易采集、保存。顧林娣等（1994）進行了苦草種植水對藻類生長的影響實驗。結果證實：苦草能分泌生化抑制物質，抑制斜生柵藻和羊角月牙藻的生長，抑制作用的大小與苦草的生物量和種植水濃度有關。宋福等（1997）利用苦草等7種沉水植物對受污染的草海水體（含底泥）總氮、總磷去除效果進行了試驗研究。結果表明：苦草等7種沉水植物能顯著去除水體總氮、總磷。馬凱等（2003）研究了沉水植物分布格局對湖泊水環境中氮、磷含量的影響。結果發現：若單純從水環境中的總磷含量進行判斷，與穗狀狐尾藻、金魚藻和微齒眼子菜相比，苦草對水中磷的吸收最為有效。該研究還指出，在富營養化的水體中沉水植物主要直接從水環境中吸收磷來維持其正常生命活動。任南等（1996）進行了環境因子對東湖幾種沉水植物生理的影響實驗。研究發現：苦草在不同溫度下都具有較低的光補償點，因而在各個湖區包括富營養化程度最高的郭鄭湖湖區都有較大面積的分布，而且在光照極差的深水區也有一定分布?？嗖莸哪蛪A性水體能力強，在較高pH值水體中，仍有較強的光合作用產氧能力。

（3）輪葉黑藻 又名針絲，多年生沉水植物，具有適應強、喜炎熱、生長快、產量高、易栽培等特點。繁殖生長以無性繁殖為主。其莖葉可供魚、蝦、蟹食用。曹萃禾研究報道了輪葉黑藻的莖、葉和表皮與根一樣都具有吸收作用，且皮層細胞含有葉綠素，具有進行光合作用的功能。輪葉黑藻的這種結構對水體中營養鹽類的吸收降解及對重金屬元素的濃縮富集都有很強的作用，從而達到凈化水質的目的。陳毓華等（1995）對11種高等水生維管植物凈化城鎮污水效益進行了評價。結果表明：輪葉黑藻凈水功能可與鳳眼蓮相媲美，而綜合效能優于鳳眼蓮。另外，輪葉黑藻能在水體中形成巨大的“水下森林”，對水生態系統結構和功能的穩定起著至關重要的作用。

（4）菹草 又稱春草，麥黃草，多年生沉水植物。國內有關菹草改良水質的研究報道很多。王斌等（2002）進行了不同水質條件下菹草的凈化作用及其生理反應的初步研究。結果表明：菹草對環境變化耐受性較強，在化學需氧量值較高、水質污染嚴重的水體中仍能生長發育，對化學需氧量有一定的清除作用，能夠用來清潔水質，改善水環境。金送笛等（1994）進行了不同環境因子對菹草吸收氮、磷的影響等研究。結果發現：菹草對水中氮、磷的吸收與pH值、溫度、光照、根（莖）生物量比及底泥間隙水與上覆水中營養鹽濃度比有關。在自然條件下，菹草根部主要從底泥中吸收NH4-N、PO4-P,對NO3-N吸收甚微；莖葉主要從水層中吸收NO3-N，對PO4-P吸收甚少。

3.多種沉水植物搭配栽植

從水域生態學原理和現有的研究成果來看，在養殖池塘中種植沉水植物以凈化水質是一種極有前途的生態養殖模式。目前，需要在沉水植物的種類篩選和搭配栽植上進行深入研究，以期達到推廣應用的目的。上述4種沉水植物的生長范圍廣、生長速度快、凈化能力較強，是凈化水質的理想物種。其中，苦草和輪葉黑藻喜溫耐熱，而菹草和伊樂藻耐寒畏熱，因此它們在生長季節上具有互補性。蘇文華等（2004）研究報道，從沉水植物光合補償點、光合飽和點及強光下光合受抑制的表現特點來看，苦草對光的需求較低，不耐強光，適于在低光照條件的水底生長；黑藻和菹草的最大光合產量出現在中層，可在水體中層形成優勢。在自然條件下，輪葉黑藻是苦草群落的伴生種類，二者可相互共存，且長勢均良好。因此，在養殖池塘中可夏秋栽植苦草和輪葉黑藻，冬春栽植菹草或伊樂藻，保證沉水植物群體一年四季的水質凈化能力。

4.建造浮床植物系統調節水質

浮床植物生態修復技術是運用無土栽培技術原理，以高分子材料為載體和基質，采用現代農藝與生態工程措施綜合集成的水面無土種植植物技術。通過水生植物根系的截留、吸附、吸收和水生動物的攝食以及棲息其間的微生物的降解作用，達到水質凈化的目的，對水生生物的多樣性發展也能起到促進作用，并具有營造景觀的效果。浮床一般采用高分子材料、泡沫板、蛭石、聚乙烯等，種植的種類主要為水生蔬菜（水芹菜、水雍菜、海蘆筍）、花卉（美人蕉）、水稻等。

（通聯：455000，河南省安陽市水產科學研究所河南省安陽市紅旗路114號，13837270587）